基于曲率驱动机制的晶粒生长元胞自动机模型

结合晶粒生长的统计分忻理论和概率性转变觇则，建立了基于曲率驱动机制的晶粒正常生长的二维元胞自动模型，该模型的一个显著特点是晶粒生长速率和晶界曲率(1／RC-1／R)之间满足线性关系，而传统的元胞自动机模型则难以满足这种线性关系模拟结果比较全面地反映了等温条件下晶粒正常生长的各种现象：平均晶粒面积与时间的关系，晶粒尺寸、晶粒边数的分布规律及其时间不变性，晶粒边数与尺寸的关系，以及晶粒生长速率与晶粒尺寸和曲率的关系等．模拟结果与晶粒生长的动力学理论预测相符合。     

25Cr20Ni耐热钢电磁场离心铸造组织的研究

研究了电磁场离心铸造２５Ｃｒ２０Ｎｉ耐热钢的凝固组织特征。离心铸型中的液态金属在稳恒磁场中高速旋转时，电磁力使液相朝着与旋转方向相反的方向流动，导致柱状晶生长方向改变，出现向铸型旋转方向偏转的倾斜柱状晶。当作用于液态金属中的磁通量密度增加时，由电磁力引起的流动现象更加显著，使固液界面处的技状晶折断，液相呈等轴晶方式凝固。凝固组织中的等轴晶尺寸和柱状晶区内的二次枝晶臂间距随磁通量密度增加而减小。     

低压脉冲电场下纯铝的晶粒细化

研究了低压脉冲电场作用下纯铝凝固组织的变化，考察了放电电压和处理时间对纯铝晶粒尺寸的影响。结果表明：低压脉冲电场可以显著地细化纯铝的凝固组织。随着放电电压的提高，纯铝的晶粒尺寸逐渐减小；当放电电压达到400V时，晶粒尺寸略有回弹。随着处理时间的增加，纯铝的晶粒尺寸逐渐减小；当处理时间大于15min时，纯铝的晶粒尺寸随着处理时间的增加而略有增大。     

金属快速凝固的非平衡超急速传热模型

运用非Fourier传热理论建立了金属快速凝固过程中的非平衡传热理论模型，包括非Fourier方程的建立、传热与相变模拟，模拟计算表明：（1）在溅射激冷条件下，界面换热系数越大，界面冷却速度和移动速度也越高。在界面换热系数相同时，计算得到的界面冷却速度随着固－液界面高度的提高呈现先上升而后下降的变化趋势；计算得到的冷却速度值明显小于Fourier定律的计算值。（2）在激光加热条件下，计算的界面移动速度在凝固开始时先急剧增加，然后渐趋平稳，计算还表明，金属的过热及过冷度与其热物性相关。     

熔体的定向受迫流动对高纯A1柱状晶生长特征的影响

研究了在离心力场和电磁场作用下融熔高纯Ａ１的凝固现象。研究结果表明，在二种力场共同作用下，产生的熔体定向受迫流动对柱状晶的生长方向和形态有很大影响，柱壮晶朝向迎流一侧发生倾斜，并随着离心转达和磁场强度的增加，柱状晶细化，倾斜角度增加。首次利用柱状晶间层流边界层理论解释了这一现象。     

高能超声分散纳米晶须的数值和物理模拟

为研究高能超声处理制备纳米复合材料过程中纳米增强相在熔体中的分散过程,采用甘油为介质分别进行了数值模拟以及物理模拟。数值模拟结果表明,当超声作用于甘油中时,甘油中会形成中心-底面-壁面-中心的环形流动,变幅杆探头端面边缘附近甘油流体存在最大的流动速度,且随着超声功率的增大,流体运动速度增大。物理模拟实验结果显示,高能超声作用下甘油的实际运动行为与数值模拟结果相符合,存在环形流动;此外,高能超声作用下甘油中存在明显的空化效应;纳米晶须在超声作用下于甘油中分散良好,且随着超声功率的增大,达到充分分散所需时间变短。     

电磁驱动熔体流动与枝晶变形断裂模拟

建立了电磁离心凝固过程熔体动量传递、传热和传质耦合数学模型，模拟计算了熔体在不同感应强度下的流动速度。计算结果表明，熔体在电磁力的作用下产生与铸模转动方向相反的流动，流动速度呈周期性分布，并且在凝固前沿达到最大，随着磁感应强度的增加，熔体流动速度达到的最大值也愈大，使用有限元软件ANSYS，把熔体流动计算结果作为参数，计算了枝品的受力状态，通过计算表明，熔体流过枝晶会在枝晶周围产生很大的速度变化，流体对枝晶的冲刷可使枝晶产生机械折断，电磁搅拌通过增加断裂枝晶数量促进柱状晶-等轴晶转变。     

液态反应法制备TiCp增强铸造Fe—Cr—Ni基复合材料

研究了利用液反应法制备的ＴｉＣ颗粒（ＴｉＣ）增强铸造Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ基复合材料的显微结构和力学性能,该复合材料主要由γ基体和均匀分布和尺寸为１－５μｍ的球状或多面体状ＴｉＣｐ组成,γ／ＴｉＣｐ界面洁净,两相造近界面的区域内均存在高密度位错,（Ｔｉ＋Ｃ）加入量（质量分数）为３－６％时复合材料的常温和高温拉伸性能比基体合金明显提高,其拉伸断口在８００℃时仍能保持韧性断裂特征。     

Sr对AZ91D镁合金枝晶生长和相析出的影响

加入微量Sr(0.01%-0.1%,质量分数)可明显细化AZ91D镁合金晶粒,随Sr含量增加,初生相α-Mg尺寸逐渐减小,而二次枝晶间距变化不大,同时β-Mg17Al12析出相增多.Sr添加量为0.1%时,针状或块状Al4Sr相依附在枝晶间的β-Mg17Al12相上析出.Sr在AZ91D合金凝固固-液界面前沿富集,并且优先在曲率较大的枝晶端面富集,从而抑制晶粒长大,细化了合金中初生相α-Mg;同时,Sr在枝晶的尖端富集降低了初生相α-Mg的尖端生长优势,改变了初生相形貌.